WO2007105365A1 - センサ付車輪用軸受 - Google Patents

Abstract

　車両にコンパクトに荷重検出用のセンサを設置できて、車輪にかかる荷重を感度良く検出でき、量産時のコストが安価となるセンサ付車輪用軸受を提供するために、外方部材１と内方部材２の間に複列の転動体３を介在させた車輪用軸受において、前記外方部材１および内方部材２のうちの固定側部材にセンサユニット２１を取付ける。例えば、固定側部材が外方部材１とする。センサユニット２１は、センサ取付部材２２およびこのセンサ取付部材２２に取付けた少なくとも１つ以上の歪みセンサ２３からなる。センサ取付部材２２は、外方部材１に対して２箇所の接触固定部２２ａ，２２ｂを有し、前記接触固定部のうち第１の接触固定部２２ａは外方部材１に設けられたフランジ面１ａであり、第２の接触固定部２２ｂは外方部材１の外周面である。

Description

明 細 書

センサ付車輪用軸受

技術分野

[0001 ] 本発明は、 車輪の軸受部にかかる荷重を検出する荷重センサを内蔵したセ ンサ付車輪用軸受に関する。

背景技術

[0002] 従来、 自動車の安全走行のために、 各車輪の回転速度を検出するセンサを 車輪用軸受に設けたものがある。 従来の一般的な自動車の走行安全性確保対 策は、 各部の車輪の回転速度を検出することで行われているが、 車輪の回転 速度だけでは十分でなく、 その他のセンサ信号を用いてさらに安全面の制御 が可能なことが求められている。

[0003] そこで、 車両走行時に各車輪に作用する荷重から姿勢制御を図ることも考 えられる。 例えばコーナリングにおいては外側車輪に大きな荷重がかかり、 また左右傾斜面走行では片側車輪に、 ブレーキングにおいては前輪にそれぞ れ荷重が片寄るなど、 各車輪にかかる荷重は均等ではない。 また、 積載荷重 不均等の場合にも各車輪にかかる荷重は不均等になる。 このため、 車輪にか かる荷重を随時検出できれば、 その検出結果に基づき、 事前にサスペンショ ン等を制御することで、 車両走行時の姿勢制御 （コーナリング時のローリン グ防止、 ブレーキング時の前輪沈み込み防止、 積載荷重不均等による沈み込 み防止等） を行うことが可能となる。 しかし、 車輪に作用する荷重を検出す るセンサの適切な設置場所がなく、 荷重検出による姿勢制御の実現が難しい

[0004] また、 今後ス亍アバイワイヤが導入されて、 車軸とステアリングが機械的 に結合しないシステムになってくると、 車軸方向荷重を検出して運転手が握 るハンドルに路面情報を伝達することが求められる。

[0005] このような要請に応えるものとして、 車輪用軸受の外輪に歪みゲージを貼 り付け、 歪みを検出するようにした車輪用軸受が提案されている （例えば特 許文献 1 ) 。

特許文献 1 ：特表 2 0 0 3— 5 3 0 5 6 5号公報

[0006] 車輪用軸受の外輪は、 転走面を有し、 強度が求められる部品であって、 塑 性加工や、 旋削加工、 熱処理、 研削加工などの複雑な工程を経て生産される 軸受部品であるため、 特許文献 1のように外輪に歪みゲージを貼り付けるの では、 生産性が悪く、 量産時のコストが高くなるという問題点がある。 また 、 外輪の歪みを感度良く検出することが難しく、 その検出結果を車両走行時 の姿勢制御に利用した場合、 制御の精度が問題となる。

発明の開示

[0007] 本発明の目的は、 車両にコンパク卜に荷重検出用のセンサを設置できて、 車輪にかかる荷重を感度良く検出でき、 量産時のコス卜が安価となるセンサ 付車輪用軸受を提供することである。

[0008] 本発明のセンサ付車輪用軸受は、 車体に対して車輪を回転自在に支持する 車輪用軸受であって、 複列の転走面が内周に形成された外方部材と、 この外 方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、 両転走面間に介在 した複列の転動体と、 前記外方部材と前記内方部材との間の端部を密封する 密封装置と、 センサュニットを備え、 前記センサュニットは、 センサ取付部 材およびこのセンサ取付部材に取付けた少なくとも 1つ以上の歪みセンサか らなり、 前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に取付けられてお り、 前記センサ取付部材は、 固定側部材に対して 2箇所の接触固定部を有し 、 前記接触固定部のうち第 1の接触固定部は前記固定側部材に設けられたフ ランジ面であり、 第 2の接触固定部は前記固定側部材の周面である。

[0009] 車両走行に伴い回転側部材に荷重が加わると、 転動体を介して固定側部材 が変形し、 その変形はセンサユニットに歪みをもたらす。 センサユニットに 設けられた歪みセンサは、 センサユニットの歪みを検出する。 歪みと荷重の 関係を予め実験やシミュレーションで求めておけば、 歪みセンサの出力から 車輪にかかる荷重を検出することができる。 また、 この検出した荷重を自動 車の車両制御に使用することが出来る。 この車輪用軸受は、 センサ取付部材およびこのセンサ取付部材に取付けた 歪みセンサからなるセンサュニットを固定側部材に取付ける構成としたため 、 荷重検出用のセンサを車両にコンパクトに設置できる。 センサ取付部材は 固定側部材に取付けられる簡易な部品であるため、 これに歪みセンサを取付 けることで、 量産性に優れたものとでき、 コスト低下が図れる。

また、 センサ取付部材は、 固定側部材に対して 2箇所の接触固定部を有し 、 前記接触固定部のうち第 1の接触固定部は前記固定側部材に設けられたフ ランジ面であり、 第 2の接触固定部は前記固定側部材の周面であるため、 第 1および第 2の接触固定部の径方向位置が異なり、 固定側部材の歪みがセン サ取付部材に転写かつ拡大して現れやすくなる。 この転写かつ拡大された歪 みを歪みセンサで測定するため、 固定側部材の歪みを感度良く検出でき、 荷 重の測定精度が高くなる。

[0010] 前記センサ取付部材の第 1の接触固定部は、 前記固定側部材に設けられた フランジ面の車体取付孔の近傍であり、 第 2の接触固定部は、 周方向におい て、 第 1の接触部とは同位相の前記固定側部材の周面とするのがよい。 第 1の接触固定部を固定側部材に設けられたフランジ面の車体取付孔の近 傍とすると、 第 1および第 2の接触固定部の径方向位置の異なりを可能な限 り大きくすることができ、 固定側部材の歪みがより一層センサ取付部材に転 写かつ拡大して現れやすくなる。 また、 第 1および第 2の接触固定部を周方 向において同位相とすると、 センサ取付部材の長さを短くすることができ、 センサュニッ卜の設置が容易となる。

[001 1 ] 上記センサ付車輪用軸受において、 前記第 1の接触固定部と前記第 2の接 触固定部との間に少なくとも 1箇所に切欠部を設けて、 この切欠部に前記歪 みセンサを配置してもよい。

[0012] この構成によれば、 センサ取付部材における第 1の接触固定部と第 2の接 触固定部との間で少なくとも 1箇所に、 他の部位と比較して著しく剛性が低 下する切欠部が有るため、 この切欠部に歪みが集中する。 このように固定側 部材の歪みが現れやすいセンサ取付部材における特に歪みが集中しやすい箇 所の歪みを歪みセンサで測定するため、 固定側部材の歪みを感度良く検出で き、 荷重の測定精度が高くなる。

[0013] さらに、 上記軸受けにおいては、 前記センサュニッ卜の第 1の接触固定部 は、 固定側部材の前記フランジに設けられた車体取付孔近傍に固定され、 第 2の接触固定部は周方向において、 前記第 1の接触固定部とは異なる位相の 周面に固定されるのが好ましい。

第 1および第 2の接触固定部を周方向において異なる位相とすると、 第 1 の接触固定部が前記フランジの側面に固定されるのに対し、 第 2の接触固定 部を固定側部材の周面における外周にフランジが存在しない箇所に固定する ことができる。 フランジは懸架装置からの力を大きく受けるため、 同じ固定 側部材であってもフランジ部分とそうでない部分とでは歪みの程度が異なる 。 その場合、 第 1の接触固定部を前記フランジにおける車体取付孔の近傍と すると、 懸架装置からの力の影響が強く、 歪みが大きく現れやすい。 このた め、 上記両部分間にセンサ取付部材を設けると、 より一層センサ取付部材に 歪みが大きく現れやすくなり、 さらなる荷重の測定精度の向上が図れる。

[0014] 本発明の上記センサ付車輪用軸受は、 前記外方部材および内方部材のうち の固定側部材に設けられたフランジの側面に、 車体の懸架装置を構成するナ ックルに取付けるための車体取付孔が 3箇所設けられており、 前記第 1の接 触固定部は前記フランジの側面におけるいずれかの前記車体取付孔の近傍に 固定されているものとしてもよい。

[0015] この構成においては、 第 1の接触固定部が固定されるフランジの側面は、 懸架装置からの力を大きく受けるため歪みが大きい。 特に、 フランジの側面 における車体取付孔の近傍は、 懸架装置からの力の影響が強く、 歪みが大き く現れやすい。 対して、 第 2の接触固定部が固定される固定側部材の周面は 、 フランジの側面ほどには歪みが大きくならない。 このように歪みの程度が 異なる 2箇所間にセンサ取付部材を設けることで、 センサ取付部材により一 層大きな歪みが現れることとなる。 このように転写かつ拡大された歪みを歪 みセンサで測定するため、 固定側部材の歪みを感度良く検出でき、 荷重の測 定精度が高くなる。

[001 6] 前記センサュニットを、 それぞれ第 1の接触固定部を互いに異なる前記車 体取付孔の近傍に位置させて、 前記固定側部材の複数箇所に取付けても良い 車輪用軸受装置の回転側部材に取付けられる車輪と路面との接地点では、 直交する上下方向、 左右方向、 および前後方向の 3軸方向の荷重が作用する 。 この荷重が回転側部材を介して固定側部材に作用し、 固定側部材に歪みを 生じさせるが、 固定側部材の前記フランジに設けられる車体取付孔の周方向 位置によって、 上記 3軸方向の荷重の影響はそれぞれ異なる。 そのため、 互 いに異なる車体取付孔の近傍にそれぞれ第 1の接触固定部を位置させて複数 のセンサュニットを取付けると、 各センサュニッ卜によって上記 3軸方向の 荷重と歪みとの関係につき、 上記と異なった傾向の荷重と歪みの関係から荷 重を求めることができて、 精度の良い荷重の検出が可能になる。

上記フランジの車体取付孔が 3箇所の場合、 例えば、 一つの車輪取付孔は 上部に、 他の 2つの車輪取付孔は斜め下方の前後 2箇所に配置されることと なる。 このため、 各車輪取付孔の位置によって、 上記 3軸方向の荷重と歪み との関係は大きく異なり、 より一層精度の良い荷重検出が可能になる。

[001 7] 本発明の上記センサ付車輪用軸受において、 前記センサ取付部材と前記固 定側部材との間に取付用部材を介在させてもよい。

[001 8] この構成によれば、 センサ取付部材と固定側部材との間に取付用部材を介 在させることにより、 センサ取付部材を簡略な形状とすることができる。 形 状の簡略なセンサ取付部材に歪みセンサを取付けることで、 量産性に優れた ものとでき、 コスト低下が図れる。 また、 センサ取付部材が簡略な形状であ るため、 センサ取付部材の表面に歪みセンサを圧膜抵抗体にて形成するのが 容易である。 歪みセンサを圧膜抵抗体とすることで、 センサユニットの信頼 性を向上させることができる。

[001 9] 前記固定側部材を外方部材とすることができる。 その場合、 センサュニッ トを外方部材の外周面に取付ける。 [0020] 前記歪みセンサの出力によって、 車輪用軸受に作用する外力、 またはタイ ャと路面間の作用力を推定する作用力推定手段を設けると良い。

作用力推定手段によって得られる車輪用軸受に作用する外力、 またはタイ ャと路面間の作用力を自動車の車両制御に使用することにより、 きめ細かな 車両制御が可能となる。

[0021 ] 前記センサ取付部材に温度センサを設けても良い。

車輪用軸受は使用中に温度が変化するため、 その温度変化がセンサ取付部 材の歪み、 または歪みセンサの動作に影響を及ぼす。 また、 周囲の環境温度 の変化に対しても同様の影響を及ぼす。 温度センサの出力により歪みセンサ の温度特性を補正することで、 精度の高い荷重検出を行なうことが可能とな る。

[0022] 前記センサ取付部材に加速度センサぉよび振動センサのうち少なくとも一 つを設けても良い。

センサ取付部材に、 歪みセンサの他に加速度センサ、 振動センサ等の各種 センサを取付けると、 荷重と車輪用軸受の状態を 1箇所で測定することがで き、 配線等を簡略なものとすることができる。

[0023] 前記歪みセンサは、 前記センサ取付部材の表面に絶縁層を印刷および焼成 によって形成し、 前記絶縁層の上に電極および歪み測定用抵抗体を印刷およ び焼成によって形成したものとしても良い。

上記のように歪みセンサを形成すると、 歪みセンサをセンサ取付部材に対 して接着により固定する場合のような経年変化による接着強度の低下がない ため、 センサユニットの信頼性を向上させることができる。 また、 加工が容 易であるため、 コストダウンを図れる。

[0024] 前記センサュニッ卜の近傍に、 前記歪みセンサの出力信号を処理するセン サ信号処理回路を有するセンサ信号処理回路ュニットを設けても良い。 センサュニッ卜の近傍にセンサ信号処理回路ュニットを設けると、 センサ ュニッ卜からセンサ信号処理回路ュニッ卜への配線の手間が簡略化できる。 また、 車輪用軸受以外の場所にセンサ信号処理回路ュニットを設ける場合よ りも、 センサ信号処理回路ュニットをコンパク卜に設置できる。

図面の簡単な説明

本発明は、 添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明から、 より 明瞭に理解されるであろう。 しかしながら、 実施例および図面は単なる図示 および説明のためのものであり、 本発明の範囲を定めるために利用されるべ きものではない。 本発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。 添付図 面において、 複数の図面における同一の部品番号は、 同一部分を示す。

[図 1 ]本発明の第 1実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図とその検出 系の概念構成のブロック図とを組み合わせて示す図である。

[図 2]同センサ付車輪用軸受の外方部材とセンサュ二ットとを示す正面図であ る。

[図 3] (A) は同センサユニットの平面図、 （B) はその側面図である。

[図 4]異なるセンサ付車輪用軸受の外方部材とセンサュニッ卜とを示す正面図 である。

[図 5]本発明の第 2実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図である。

[図 6] (A) は同センサ付車輪用軸受のセンサユニットの平面図、 （B) はそ の側面図である。

[図 7]本発明の第 3実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図である。

[図 8] (A) は同センサ付車輪用軸受のセンサユニット第 1例の平面図、 （B ) はその VI I lb_VI I lb断面図である。

[図 9] (A) はこの実施例に使用するセンサユニット第 2例の側面図、 （B) はその IXb矢視図である。

[図 10] (A) はこの実施例に使用するセンサユニット第 3例の側面図、 （B ) はその X b矢視図である。

[図 11]この実施例に使用するセンサュニット第 4例の断面構造を示す図であ る。

[図 12]本発明の第 4実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図である。

[図 13]同センサ付車輪用軸受の外方部材とセンサュ二ットとを示す正面図で ある。

[図 14]センサ信号処理回路ュニッ卜の側面図である。

[図 15]図 1〜図 3の実施形態に対するケーブルの設置方法を示す説明図であ る。

[図 16]図 1 2〜図 1 4の実施形態に対するケーブルの設置方法を示す説明図 である。

[図 1 7]本発明の第 5実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図とその検 出系の概念構成のブロック図とを組み合わせて示す図である。

[図 18]同センサ付車輪用軸受の外方部材とセンサュ二ットとを示す正面図で のる。

[図 1 9] ( A ) は同センサユニットの平面図、 （B ) はその正面図である。

[図 20]第 5実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の変形例の外方部材とセン サュニッ卜とを示す正面図である。

[図 21 ]第 5実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の別の変形例の外方部材と センサュニッ卜とを示す正面図である。

[図 22]本発明の第 6実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図である。

[図 23]同センサ付車輪用軸受の外方部材とセンサュ二ットとを示す正面図で ある。

[図 24] ( A ) は同センサ付車輪用軸受のセンサユニットの平面図、 （B ) は そのセンサュニッ卜の正面図である。

[図 25] ( A ) はこの実施例に使用するセンサユニット第 2例の平面図、 （B

) はこの実施例に使用するセンサュニット第 2例の正面図である。

[図 26] ( A ) はこの実施例に使用するセンサユニット第 3例の平面図、 （B

) はこの実施例に使用するセンサュニット第 3例の正面図である。

[図 27]本発明の第 7実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図である。

[図 28]同センサ付車輪用軸受の外方部材とセンサュ二ットとセンサ信号処理 回路ュニッ卜とを示す正面図である。

[図 29]本発明の第 8実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図とその検 出系の概念構成のブロック図とを組み合わせて示す図である。

[図 30]同センサ付車輪用軸受の外方部材とセンサュ二ットとを示す正面図で のる。

[図 31 ]第 8実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の変形例の外方部材とセン サュニッ卜とを示す正面図である。

[図 32]第 8実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の別の変形例の外方部材と センサュニッ卜とを示す正面図である。

[図 33]本発明の第 9実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図である。

[図 34]同センサ付車輪用軸受の外方部材とセンサュ二ットとを示す正面図で のる。

[図 35]本発明の第 8実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の外方部材とセン サュニッ卜とを示す正面図である。

[図 36]本発明の第 1 1実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図とその 検出系の概念構成のブロック図とを組み合わせて示す図である。

[図 37]同センサ付車輪用軸受の外方部材とセンサュ二ットとを示す正面図で のる。

[図 38] ( A ) は同センサユニットおよび第 1、 第 2の取付用部材の平面図、 ( B ) はその側面図である。

[図 39]異なるセンサ付車輪用軸受の外方部材とセンサュニッ卜とを示す正面 図である。

[図 40]本発明の第 1 2実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図である

[図 41 ] ( A ) は同センサ付車輪用軸受のセンサユニットおよび第 1、 第 2の 取付用部材の平面図、 （B ) はその V I I B _V I I B断面図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明の第 1実施形態を図 1ないし図 3 ( A ) ， ( B ) と共に説明する。 この実施形態は、 第 3世代型の内輪回転タイプで、 駆動輪支持用の車輪用軸 受に適用したものである。 なお、 この明細書において、 車両に取付けた状態 で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトポード側と呼び、 車両の中央 寄りとなる側をィンポード側と呼ぶ。

[0027] このセンサ付車輪用軸受は、 内周に複列の転走面 3を形成した外方部材 1 と、 これら各転走面 3に対向する転走面 4を形成した内方部材 2と、 これら 外方部材 1および内方部材 2の転走面 3， 4間に介在した複列の転動体 5と で構成される。 この車輪用軸受は、 複列のアンギユラ玉軸受型とされていて 、 転動体 5はボールからなり、 各列毎に保持器 6で保持されている。 上記転 走面 3， 4は断面円弧状であり、 各転走面 3， 4は接触角が外向きとなるよ うに形成されている。 外方部材 1 と内方部材 2との間の軸受空間の両端は、 密封装置 7， 8によりそれぞれ密封されている。

[0028] 外方部材 1は固定側部材となるものであって、 車体の懸架装置 （図示せず ) におけるナックルに取付けるフランジ 1 aを外周に有し、 全体が一体の部 品とされている。 フランジ 1 aには、 周方向の複数箇所に車体取付孔 1 4が 設けられている。

内方部材 2は回転側部材となるものであって、 車輪取付用のハブフランジ 9 aを有するハブ輪 9と、 このハブ輪 9の軸部 9 bのィンポード側端の外周 に嵌合した内輪 1 0とでなる。 これらハブ輪 9および内輪 1 0に、 前記各列 の転走面 4が形成されている。 ハブ輪 9のインボード側端の外周には段差を 持って小径となる内輪嵌合面 1 2が設けられ、 この内輪嵌合面 1 2に内輪 1 0が嵌合している。 ハブ輪 9の中心には貫通孔 1 1が設けられている。 ハブ フランジ 9 aには、 周方向複数箇所にハブポルト （図示せず） の圧入孔 1 5 が設けられている。 ハブ輪 9のハブフランジ 9 aの根元部付近には、 ホイ一 ルおよび制動部品 （図示せず） を案内する円筒状のパイロット部 1 3がァゥ トボード側に突出している。

[0029] 外方部材 1の外周部には、 図 3に示すセンサュニット 2 1が設けられてい る。 センサュニット 2 1は、 センサ取付部材 2 2に、 このセンサ取付部材 2 2の歪みを測定する歪みセンサ 2 3を取付けたものである。 センサ取付部材 2 2は、 外方部材 1の車体取付孔 1 4の近傍に接触固定される第 1の接触固 定部 2 2 aと、 外方部材 1の外周面に接触固定される第 2の接触固定部 2 2 bとを有している。 また、 センサ取付部材 2 2は、 前記第 1の接触固定部 2 2 aを含む径方向に沿った径方向部位 2 2 cと、 前記第 2の接触固定部 2 2 bを含む軸方向に沿った軸方向部位 2 2 dとで L字の形状に構成されている 。 径方向部位 2 2 cは、 軸方向部位 2 2 dに比べ、 剛性が低くなるよう肉厚 を薄くしてある。 歪みセンサ 2 3は、 この剛性の低い径方向部位 2 2 cに取 付けられている。

[0030] 上記センサュニット 2 1は、 図 1および図 2に示すように、 センサ取付部 材 2 2の第 1および第 2の接触固定部 2 2 a， 2 2 bにより、 両接触固定部 2 2 a , 2 2 bが外方部材 1の周方向に対して同位相の位置となるように、 外方部材 1の外周部に固定される。 第 1および第 2の接触固定部 2 2 a , 2 2 bを周方向において同位相とすると、 センサ取付部材 2 2の長さを短くす ることができるため、 センサュニット 2 1の設置が容易である。 この実施形 態の場合、 歪みセンサ 2 3はセンサ取付部材 2 2に接着剤を用いて固定され ている。

[0031 ] センサ取付部材 2 2は、 外方部材 1への固定により塑性変形を起こさない 形状や材質とされている。 また、 センサ取付部材 2 2は、 車輪用軸受に予想 される最大の荷重が印加された場合でも、 塑性変形を起こさない形状とする 必要がある。 上記の想定される最大の力は、 車両故障につながらない走行に おいて想定される最大の力である。 センサ取付部材 2 2に塑性変形が生じる と、 外方部材 1の変形がセンサ取付部材 2 2に正確に伝わらず、 歪みの測定 に影響を及ぼすためである。

[0032] このセンサュニット 2 1のセンサ取付部材 2 2は、 例えばプレス加工によ り製作することができる。 センサ取付部材 2 2をプレス加工品とすると、 コ ストダウンが可能になる。

また、 センサ取付部材 2 2は、 金属粉末射出成形による焼結金属品として もよい。 金属粉末射出成形は、 金属、 金属間化合物等の成形技術の一つであ り、 金属粉末をバインダーと混練する工程、 この混練物を用いて射出成型す る工程、 成形体の脱脂処理を行なう工程、 成形体の焼結を行なう工程を含む 。 この金属粉末射出成形によれば、 一般の粉末冶金に比べて焼結密度の高い 焼結体が得られ、 焼結金属品を高い寸法精度で製作することができ、 また機 械的強度も高いという利点がある。

[0033] 歪みセンサ 2 3としては、 種々のものを使用することができる。 例えば、 歪みセンサ 2 3が金属箔ストレインゲージで構成されている場合、 この金属 箔ストレインゲージの耐久性を考慮すると、 車輪用軸受に予想される最大の 荷重が印加された場合でも、 センサ取付部材 2 2における歪みセンサ 2 3取 付部分の歪み量が 1 5 0 0マイクロストレイン以下であることが好ましい。 同様の理由から、 歪みセンサ 2 3が半導体ストレインゲージで構成されてい る場合は、 同歪み量が 1 0 0 0マイクロストレイン以下であることが好まし し、。 また、 歪みセンサ 2 3が厚膜式センサで構成されている場合は、 同歪み 量が 1 5 0 0マイクロストレイン以下であることが好ましい。

[0034] 図 1に示すように、 歪みセンサ 2 3の出力を処理する手段として、 作用力 推定手段 3 1および異常判定手段 3 2が設けられている。 これらの手段 3 1 ， 3 2は、 この車輪用軸受の外方部材 1等に取付けられた回路基板等に電子 回路装置 （図示せず） に設けられたものであっても、 また自動車の電気制御 ユニット （E C U ) に設けられたものであっても良い。

[0035] 歪みセンサ 2 3の出力信号を自動車の電気制御ュニッ卜に送信するケープ ル 7 0は、 図 1 5のように設けるのが良い。 すなわち、 外方部材 1の外周面 に設けたクランプ部 7 1により、 ケーブル 7 0の中途部を固定状態に保持さ せるのである。 クランプ部 7 1 としては、 フックにケーブル 7 0を引っ掛け て固定する形式、 ケーブル 7 0にバンドを巻き付けて固定する形式等が採用 できる。 クランプ部 7 1は、 例えば樹脂部品とすることができる。 クランプ 部 7 1は、 外方部材 1の外周面に形成されている固定部 7 2に、 ネジ止めや 爪等を用いたロック機構により取付けられる。

このようにケーブル 7 0の中途部をクランプ部 7 1で固定すると、 車両の 走行時にケーブル 7 0かかる引っ張り等の外力や振動が直接センサュニット 2 1に及ばないようにすることができる。 これにより、 外力や振動に伴う歪 みセンサ 2 3の出力信号の変動や、 ケーブル 7 0とセンサュニット 2 1 との 接続部の破損を防止できる。

クランプ部 7 1は、 ケーブル 7 0の荷重や外力に十分に耐えられる構造で ある必要があり、 1箇所だけではケーブル 7 0の固定が十分でない場合には 、 外方部材 1の外周面の複数箇所にクランプ部 7 1を設けることにより、 よ り一層強固にケーブル 7 0を固定することが可能になる。

[0036] 上記構成のセンサ付車輪用軸受の作用を説明する。 ハブ輪 9に荷重が印加 されると、 転動体 5を介して外方部材 1が変形し、 その変形は外方部材 1に 取付けられたセンサ取付部材 2 2に伝わり、 センサ取付部材 2 2が変形する 。 そのセンサ取付部材 2 2の歪みを歪みセンサ 2 3により測定する。 この際 、 センサ取付部材 2 2の径方向部位 2 2 cは外方部材 1のフランジ 1 aの変 形に従って変形する。 この実施形態の場合、 外方部材 1 と比べ前記径方向部 位 2 2 cは剛性が低く、 かつセンサ取付部材 2 2は剛性の低い径方向部位 2 2 cと剛性の高い軸方向部位 2 2 dとで構成された L字形をしているため、 径方向部位 2 2 cと軸方向部位 2 2 dとの間である径方向部位 2 2 c側の角 部 2 2 e付近に歪みが集中し、 外方部材 1よりも大きな歪みとなって現れる 。 すなわち、 径方向部位 2 2 cと軸方向部位 2 2 dとの間で発生する歪みは 、 フランジ 1 aの基端の R部 1 bの歪みを転写かつ拡大したものとなる。 こ の歪みを歪みセンサ 2 3で測定するため、 外方部材 1の歪みを感度良く検出 でき、 歪み測定精度が高くなる。

[0037] 荷重の方向や大きさによって歪みの変化が異なるため、 予め歪みと荷重の 関係を実験やシミュレーションにて求めておけば、 車輪用軸受に作用する外 力、 またはタイヤと路面間の作用力を算出することができる。 前記作用力推 定手段 3 1は、 このように実験やシミュレーションにより予め求めて設定し ておいた歪みと荷重の関係から、 歪センサ 2 3の出力により、 車輪用軸受に 作用する外力、 またはタイヤと路面間の作用力を算出する。 前記異常判定手 段 3 2は、 作用力推定手段 3 1により算出された車輪用軸受に作用する外力 、 またはタイヤと路面間の作用力が、 許容値を超えたと判断される場合に、 外部に異常信号を出力する。 この異常信号を、 自動車の車両制御に使用する ことができる。 また、 リアルタイムで車輪用軸受に作用する外力、 またはタ ィャと路面間の作用力を出力すると、 よりきめ細かな車両制御が可能となる

[0038] この実施形態のセンサュニット 2 1は、 センサ取付部材 2 2に歪みセンサ 2 3を 1個だけ取付けた構成としているが、 センサ取付部材 2 2に歪みセン サ 2 3を複数個取付けた構成としても良い。 センサ取付部材 2 2に歪みセン サ 2 3を複数個取付けると、 より一層精度の高い荷重の検出が可能となる。

[0039] また、 この実施形態は、 センサュニット 2 1を外方部材 1の 1箇所にだけ 設けた構成としているが、 例えば図 4に示すこの実施形態の変形例のように 、 センサユニット 2 1を 2箇所以上に設けた構成としても良い。 センサュニ ット 2 1を 2箇所以上に設けると、 より一層精度の高い荷重の検出が可能と なる。

[0040] 図 5および図 6 ( A ) ， ( B ) は第 2実施形態を示し、 この車輪用軸受は 、 センサュニット 2 1のセンサ取付部材 2 2を直線形状としている。 この場 合も、 センサ取付部材 2 2は、 外方部材 1に対する 2箇所の接触固定部 2 2 a， 2 2 bを有し、 第 1の接触固定部 2 2 aは外方部材 1の車体取付孔 1 4 の近傍に接触固定させ、 第 2の接触固定部 2 2 bは外方部材 1の外周面に接 触固定させる。 これにより、 センサ取付部材 2 2に発生する歪みは、 フラン ジ 1 aの基端の R部 1 bの歪みを転写かつ拡大したものとなり、 外方部材 1 の歪みを感度良く検出でき、 歪み測定精度が高くなる。

[0041 ] 図 7および図 8 ( A ) ， ( B ) は第 3実施形態を示す。 この車輪用軸受は 、 センサ取付部材 2 2と外方部材 1 との固定をボルトを用いて行なうもので ある。 図 8 ( A ) ， ( B ) に示すように、 このセンサ取付部材 2 2は、 全体 形状は図 3に示すセンサ取付部材 2 2と同じであり、 第 1の接触固定部 2 2 aに軸方向のボルト揷通孔 4 0が形成され、 かつ第 2の接触固定部 2 2 に 径方向のボルト揷通孔 4 1が形成されている。 外方部材 1には、 前記ボルト 揷通孔 2 7， 2 8に対応する位置に、 内周面に雌ねじが形成されたポルト螺 着孔 4 2， 4 3がそれぞれ形成されている。 図 7に示すように、 センサュニ ット 2 1は、 センサ取付部材 2 2のポルト揷通孔 2 7， 2 8に外周側からポ ルト 4 4を揷通し （正確にはボルト揷通孔 4 0についてはァゥトボード側か らボルト 4 4を揷通する） 、 そのボルト 4 4の雄ねじ部 4 4 aをボルト螺着 孔 4 2， 4 3に螺着させることにより、 外方部材 1に固定される。

[0042] センサ取付部材 2 2と外方部材 1 との固定については、 接着剤およびボル 卜のいずれを用いても良い。 また、 両者を併用してもよい。 さらには、 接着 剤やボルトを用いず、 溶接でセンサ取付部材 2 2と外方部材 1 とを固定して も良い。

これらの固定構造のいずれを採用した場合でも、 センサ取付部材 2 2と外 方部材 1 とを強固に固定することができる。 そのため、 センサ取付部材 2 2 が外方部材 1に対して位置ずれすることがなく、 外方部材 1の変形をセンサ 取付部材 2 2に正確に伝えることが可能になる。

[0043] 図 9 ( A ) ， ( B ) はセンサユニットの第 2例を示す。 このセンサュニッ ト 2 1は、 歪みセンサ 2 3とは別に温度センサ 2 4が設けられている。 なお 、 センサ取付部材 2 2の形状は図 3に示すものと同じものと同じであり、 歪 みセンサ 2 3および温度センサ 2 4はセンサ取付部材 2 2の径方向部位 2 2 cに取付けられている。 温度センサ 2 4としては、 例えば白金測温抵抗また は熱電対またはサーミスタを使用することができる。 さらに、 これら以外の 温度を検出することが可能なセンサを使用することもできる。

[0044] このセンサュニット 2 1を設けた車軸用軸受も、 歪みセンサ 2 3がセンサ 取付部材 2 2の歪みを検出し、 その歪みにより車輪に加わる荷重を測定する 。 ところで、 車輪用軸受は使用中に温度が変化し、 その温度変化がセンサ取 付部材 2 2の歪み、 または歪みセンサ 2 3の動作に影響を及ぼす。 そこで、 センサ取付部材 2 2に配置した温度センサ 2 4にてセンサ取付部材 2 2の温 度を検出し、 その検出した温度により歪みセンサ 2 3の出力を補正すること により、 歪みセンサ 2 3の温度による影響を除去することができる。 これに より、 精度の高い荷重検出を行なうことが可能となる。

[0045] 図 1 0 ( A ) ， ( B ) はセンサユニットの第 3例を示す。 このセンサュニ ット 2 1は、 歪みセンサ 2 3とは別に各種センサ 2 5が設けられている。 各 種センサ 2 5は、 加速度センサおよび振動センサのうちの少なくとも一つと する。 なお、 センサ取付部材 2 2の形状は図 3に示すものと同じものと同じ であり、 歪みセンサ 2 3および各種センサ 2 5はセンサ取付部材 2 2の径方 向部位 2 2 cに取付けられている。

このように、 センサ取付部材 2 2に歪みセンサ 2 3および各種センサ 2 5 を取付けると、 荷重と車輪用軸受の状態を 1箇所で測定することができ、 配 線等を簡略なものとすることができる。

[0046] 図 1 1は前記各実施形態とは異なる方法で歪みセンサを形成したセンサュ ニット （第 4例） の構造を示す。 このセンサユニット 2 1は、 センサ取付部 材 2 2の上に絶縁層 5 0が形成され、 この絶縁層 5 0の表面の両側に対を成 す電極 5 1 , 5 1が形成され、 これら電極 5 1 , 5 1の間で前記絶縁層 5 0 の上に歪みセンサとなる歪み測定用抵抗体 5 3が形成され、 さらに電極 5 1 ， 5 2と歪み測定用抵抗体 5 2の上に保護膜 5 3が形成された構造となって いる。

[0047] このセンサュニット 2 1の製造方法を次に示す。 まず、 ステンレス鋼等の 金属材料で形成されたセンサ取付部材 2 2の表面にガラス等の絶縁材料を印 刷、 焼成して絶縁層 5 0を形成する。 次に、 絶縁層 5 0の表面に、 導電性材 料を印刷、 焼成して電極 5 1 , 5 1を形成する。 さらに、 電極 5 1 ， 5 1間 に、 抵抗体となる材料を印刷、 焼成して歪み測定用抵抗体 5 2を形成する。 さらに、 これら電極 5 1 ， 5 1および歪み測定用抵抗体 5 2を保護するため に、 保護膜 5 3を形成する。

[0048] 通常、 歪みセンサはセンサ取付部材 2 2に対して接着による固定が行なわ れるが、 この固定構造は、 経年変化による接着強度の低下が歪みセンサの検 出に影響を及ぼす可能性があり、 またコストアップの原因ともなつている。 これに対し、 この実施形態のように、 センサ取付部材 2 2の表面に絶縁層 5 0を印刷および焼成により形成し、 この絶縁層 5 0の上に電極 5 1 ， 5 1お よび歪みセンサとなる歪み測定用抵抗体 5 2を印刷および焼成により形成し たセンサュニット 2 1 とすると、 信頼性の向上とコストダウンを図ることが 可能となる。

[0049] 図 1 2ないし図 1 4は第 4実施形態を示す。 この車輪用軸受は、 センサュ ニット 2 1に設けられた歪みセンサや前述の各センサ （温度センサ、 加速度 センサ、 振動センサ） の出力を処理するためのセンサ信号処理回路ユニット 6 0を組み込んだものである。 このセンサ信号処理回路ュニット 6 0は外方 部材 1の外周面に取付けられている。

[0050] センサ信号処理回路ュニット 6 0は、 樹脂等で製作されたハウジング 6 1 内に、 ガラスエポキシ等で製作された回路基板 6 2を有し、 その回路基板 6 2上には、 前記歪みセンサ 2 3の出力信号を処理するオペアンプ、 抵抗、 マ イコン等や歪みセンサ 2 3を駆動する電源用の電気■電子部品 6 3が配置さ れている。 また、 歪みセンサ 2 3の配線と回路基板 6 2とを接合する接合部 6 4を有している。 また、 外部からの電源供給や外部へセンサ信号処理回路 によって処理された出力信号を出力するケーブル 6 5を有している。 センサ ユニット 2 1に前述の各センサ （温度センサ、 加速度センサ、 振動センサ） が設けられている場合、 センサ信号処理回路ュニット 6 0にはそれぞれのセ ンサに対応した回路基板 6 2、 電気■電子部品 6 3、 接合部 6 4、 ケーブル 6 5等が設けられる （図示せず） 。

[0051 ] 一般的には、 車輪用軸受に設けられた各センサの出力を処理するセンサ信 号処理回路ユニットは自動車の電気制御ユニット （E C U ) に設けられるが 、 この実施形態のように、 車輪用軸受におけるセンサュニット 2 1の近傍に センサ信号処理回路ュニット 6 0を設けることで、 センサュニット 2 1カヽら センサ信号処理回路ュニット 6 0への配線の手間が簡略化でき、 また車輪用 軸受以外の場所にセンサ信号処理回路ュニット 6 0を設ける場合よりも、 セ ンサ信号処理回路ュニット 6 0をコンパク卜に設置できる。

[0052] このようにセンサ信号処理回路ュニット 6 0を設けた場合、 図 1 6に示す ように、 センサュニット 2 1 とセンサ信号処理回路ュニット 6 0とが短いケ 一ブル 7 3で接続されることとなる。 このため、 センサ信号処理回路ュニッ ト 6 0と軸受の外部とを接続するケーブル 6 5に作用する外力や振動がセン サュニット 2 1に及ぶことがない。 また、 外部接続用ケーブル 6 5が外方部 材 1に固定のセンサ信号処理回路ュニット 6 0のケースに固定されることで 、 外部接続用ケーブル 6 5自体の外力や振動に対する耐性を向上させること ができる。

[0053] 本発明の第 5実施形態を図 1 7ないし図 1 9 ( A ) ， ( B ) と共に説明す る。 この実施形態の基本構造は、 以下に説明する点を除いて第 1実施形態と 同様である。

[0054] 外方部材 1の外周部には、 図 1 9 ( A ) ， ( B ) に示すセンサユニット 2

1が設けられている。 センサュニット 2 1は、 センサ取付部材 2 2に、 この センサ取付部材 2 2の歪みを測定する歪みセンサ 2 3を取付けたものである 。 センサ取付部材 2 2は、 中途部で屈曲する細長い部材であって、 その両端 にそれぞれ第 1の接触固定部 2 2 aおよび第 2の接触固定部 2 2 bを有して いる。 センサ取付部材 2 2における第 2の接触固定部 2 2 bの近傍には、 他 の部位と比較して著しく剛性を低下させる切欠部 2 2 f が形成されている。 そして、 この切欠部 2 2 f のある箇所に、 歪みセンサ 2 3が取付けられてい る。

[0055] 上記センサュニット 2 1は、 図 1 7および図 1 8に示すように、 センサ取 付部材 2 2の第 1接触固定部 2 2 aを前記フランジ 1 aの側面における車体 取付孔 1 4の近傍に接触固定させ、 かつ第 2の接触固定部 2 2 bを外方部材 1の外周面に接触固定させて、 外方部材 1の外周に固定される。 第 2の接触 固定部 2 2 bは、 外方部材 1の周方向において、 第 1の接触固定部 2 2 aと は異なる位相の周面に位置させて、 外方部材 1の周面における外周にフラン ジ 1 aが存在しない箇所に固定させてある。 第 2の接触固定部 2 2 bを固定 する外方部材 1の軸方向位置は、 例えばァゥトボード側列の転走面 3の付近 、 または転走面 3よりもァゥトボード側の位置とされる。 [0056] 上記構成のセンサ付車輪用軸受の作用を説明する。 ハブ輪 9に荷重が印加 されると、 転動体 5を介して外方部材 1が変形し、 その変形は外方部材 1に 取付けられたセンサ取付部材 2 2に伝わり、 センサ取付部材 2 2が変形する 。 そのセンサ取付部材 2 2の歪みを歪みセンサ 2 3により測定する。 この際 、 センサ取付部材 2 2は外方部材 1のフランジ 1 aと外周面の変形に従って 変形するが、 センサ取付部材 2 2には他の部位と比較して著しく剛性の低い 切欠部 2 2 f があるため、 この部分に歪みが集中して外方部材 1よりも大き な歪みとなって現れる。 その大きく現れた歪みを歪みセンサ 2 3で測定する ため、 外方部材 1の歪みを感度良く検出でき、 歪み測定精度が高くなる。

[0057] また、 この実施形態の場合、 第 1の接触固定部 2 2 aがフランジ 1 aの側 面に固定されるのに対し、 第 2の接触固定部 2 2 bが外方部材 1の周面にお ける外周にフランジ 1 aが存在しない箇所に固定されている。 フランジ 1 a は懸架装置からの力を大きく受けるため、 同じ外方部材 1であってもフラン ジ部分 1 aとそうでない部分とでは歪みの程度が異なる。 その場合、 第 1の 接触固定部 2 2 aをフランジ 1 aにおける車体取付孔 1 4の近傍とすると、 懸架装置からの力の影響が強く、 歪みが大きく現れやすい。 このため、 上記 両部分間にセンサ取付部材 2 2を設けると、 より一層センサ取付部材 2 2に 歪みが大きく現れやすくなり、 さらに歪み測定精度の向上が図れる。

[0058] また、 この実施形態は、 センサュニット 2 1を 1箇所にだけ設けた構成と しているが、 例えば図 2 0に示す変形例のように、 センサュニット 2 1を 2 箇所以上に設けた構成としても良い。 センサュニット 2 1を 2箇所以上に設 けると、 より一層精度の高い荷重の検出が可能となる。

その際、 スペース上の理由等により、 複数のセンサュニット 2 1を設ける ことが困難な場合、 図 2 1に示す別の変形例のように、 外方部材 1のフラン ジ 1 aに接触固定される第 1の接触固定部 2 2 aを複数箇所設け、 各第 1の 接触固定部 2 2 aをそれぞれ異なるフランジ 1 aの車体取付孔 1 4の近傍に 接触固定させるようにしても良い。 この場合も、 外方部材 1の外周面に接触 固定される第 2の接触固定部 2 2 bの近傍に、 他の部位と比較して著しく剛 性を低下させる切欠部 2 2 f を形成し、 この切欠部 2 2 f のある箇所に歪み センサ 2 3を取付ける。 この構成としても、 精度の高い荷重の検出が可能と なる。

[0059] 図 2 2ないし図 2 4 ( A ) ， ( B ) は第 6実施形態を示す。 この車輪用軸 受は、 センサ取付部材 2 2と外方部材 1 との固定をボルトを用いて行なうも のである。 図 2 4 ( A ) ， ( B ) に示すように、 このセンサ取付部材 2 2は 、 全体形状は図 1 9に示すセンサ取付部材 2 2と同じであり、 第 1の接触固 定部 2 2 aに軸方向のボルト揷通孔 4 0が形成され、 かつ第 2の接触固定部 2 2 bに径方向のボルト揷通孔 4 1が形成されている。 外方部材 1には、 前 記ボルト揷通孔 2 7， 2 8に対応する位置に、 内周面に雌ねじが形成された ボルト螺着孔 4 2， 4 3がそれぞれ形成されている。 図 2 2および図 2 3に 示すように、 センサュニット 2 1は、 センサ取付部材 2 2のボルト揷通孔 2 7 , 2 8に外周側からポルト 4 4を揷通し （正確にはポルト揷通孔 4 0につ いてはァゥトポード側からポルト 4 4を揷通する） 、 そのポルト 4 4の雄ね じ部 4 4 aをポルト螺着孔 4 2， 4 3に螺着させることにより、 外方部材 1 に固定される。

[0060] センサ取付部材 2 2と外方部材 1 との固定については、 接着剤およびポル 卜のいずれを用いても良い。 また、 両者を併用してもよい。 さらには、 接着 剤やポルトを用いず、 溶接でセンサ取付部材 2 2と外方部材 1 とを固定して も良い。

これらの固定構造のいずれを採用した場合でも、 センサ取付部材 2 2と外 方部材 1 とを強固に固定することができる。 そのため、 センサ取付部材 2 2 が外方部材 1に対して位置ずれすることがなく、 外方部材 1の変形をセンサ 取付部材 2 2に正確に伝えることが可能になる。

[0061 ] 図 2 5 ( A ) ， ( B ) は上記の実施形態に使用するセンサユニットの第 2 例を示す。 このセンサユニット 2 1は、 歪みセンサ 2 3とは別に温度センサ 2 4が設けられている。 なお、 センサ取付部材 2 2の形状は図 1 9に示すも のと同じものと同じであり、 歪みセンサ 2 3および温度センサ 2 4はセンサ 取付部材 2 2の径方向部位 2 2 f に取付けられている。 温度センサ 2 4とし ては、 例えば白金測温抵抗または熱電対またはサーミスタを使用することが できる。 さらに、 これら以外の温度を検出することが可能なセンサを使用す ることもできる。

[0062] このセンサュニット 2 1を設けた車軸用軸受も、 歪みセンサ 2 3がセンサ 取付部材 2 2の歪みを検出し、 その歪みにより車輪に加わる荷重を測定する 。 ところで、 車輪用軸受は使用中に温度が変化し、 その温度変化がセンサ取 付部材 2 2の歪み、 または歪みセンサ 2 3の動作に影響を及ぼす。 そこで、 センサ取付部材 2 2に配置した温度センサ 2 4にてセンサ取付部材 2 2の温 度を検出し、 その検出した温度により歪みセンサ 2 3の出力を補正すること により、 歪みセンサ 2 3の温度による影響を除去することができる。 これに より、 精度の高い荷重検出を行なうことが可能となる。

[0063] 図 2 6 ( A ) ， ( B ) はセンサユニットの第 3例を示す。 このセンサュニ ット 2 1は、 歪みセンサ 2 3とは別に各種センサ 2 5が設けられている。 各 種センサ 2 5は、 加速度センサおよび振動センサのうちの少なくとも一つと する。 なお、 センサ取付部材 2 2の形状は図 1 9に示すものと同じものと同 じであり、 歪みセンサ 2 3および各種センサ 2 5はセンサ取付部材 2 2の径 方向部位 2 2 f に取付けられている。

このように、 センサ取付部材 2 2に歪みセンサ 2 3および各種センサ 2 5 を取付けると、 荷重と車輪用軸受の状態を 1箇所で測定することができ、 配 線等を簡略なものとすることができる。

[0064] 図 2 7および図 2 8は本発明の第 7実施形態を示す。 この車輪用軸受は、 センサュニット 2 1に設けられた歪みセンサや前述の各センサ （温度センサ 、 加速度センサ、 振動センサ） の出力を処理するためのセンサ信号処理回路 ュニット 6 0を組み込んだものである。 このセンサ信号処理回路ュニット 6 0は外方部材 1の外周面に取付けられている。

[0065] センサ信号処理回路ュニット 6 0は、 樹脂等で製作されたハウジング 6 1 内に、 ガラスエポキシ等で製作された回路基板 6 2を有し、 その回路基板 6 2上には、 前記歪みセンサ 2 3の出力信号を処理するオペアンプ、 抵抗、 マ イコン等や歪みセンサ 2 3を駆動する電源用の電気■電子部品 6 3が配置さ れている。 また、 歪みセンサ 2 3の配線と回路基板 6 2とを接合する接合部 6 4を有している。 また、 外部からの電源供給や外部へセンサ信号処理回路 によって処理された出力信号を出力するケーブル 6 5を有している。 センサ ユニット 2 1に前述の各センサ （温度センサ、 加速度センサ、 振動センサ） が設けられている場合、 センサ信号処理回路ュニット 6 0にはそれぞれのセ ンサに対応した回路基板 6 2、 電気■電子部品 6 3、 接合部 6 4、 ケーブル 6 5等が設けられる。

[0066] 一般的には、 車輪用軸受に設けられた各センサの出力を処理するセンサ信 号処理回路ユニットは自動車の電気制御ユニット （E C U ) に設けられるが 、 この実施形態のように、 車輪用軸受におけるセンサュニット 2 1の近傍に センサ信号処理回路ュニット 6 0を設けることで、 センサュニット 2 1力、ら センサ信号処理回路ュニット 6 0への配線の手間が簡略化でき、 また車輪用 軸受以外の場所にセンサ信号処理回路ュニット 6 0を設ける場合よりも、 セ ンサ信号処理回路ュニット 6 0をコンパク卜に設置できる。

[0067] 本発明の第 8実施形態を図 3， 図 2 9， および図 3 0と共に説明する。 こ の実施形態の基本構造は、 以下に説明する点を除いて第 1実施形態と同様で める。

[0068] 外方部材 1のフランジ 1 aには、 3箇所に車体取付孔 1 4が設けられてい る。 図 3 0に示すように、 この実施形態では、 各車体取付孔 1 4は周方向に 等間隔で配置されており、 そのうちの 1つは軸受の中心軸 Oの真上とされて いる。

[0069] 外方部材 1の外周部には、 図 3に示すセンサュニット 2 1が設けられてい る。 センサュニット 2 1は、 センサ取付部材 2 2に、 このセンサ取付部材 2 2の歪みを測定する歪みセンサ 2 3を取付けたものである。 センサ取付部材 2 2は、 前記フランジ 1 aのアウトボード側の面に接触固定される第 1の接 触固定部 2 2 aと、 外方部材 1の外周面に接触固定される第 2の接触固定部 2 2 bとを有している。 また、 センサ取付部材 2 2は、 前記第 1の接触固定 部 2 2 aを含む径方向に沿った径方向部位 2 2 cと、 前記第 2の接触固定部 2 2 bを含む軸方向に沿った軸方向部位 2 2 dとで L字の形状に構成されて いる。 径方向部位 2 2 cは、 軸方向部位 2 2 dに比べ、 剛性が低くなるよう 肉厚を薄くしてある。 歪みセンサ 2 3は、 この剛性の低い径方向部位 2 2 c に取付けられている。

[0070] 上記センサユニット 2 1は、 図 2 9および図 3 0に示すように、 センサ取 付部材 2 2の第 1および第 2の接触固定部 2 2 a， 2 2 bにより、 外方部材 1の外周上部に取付けられる。 第 1の接触固定部 2 2 aの固定箇所は、 フラ ンジ 1 aのァゥトボード側の面における前記中心軸 Oの真上に位置する車体 取付孔 1 4の近傍とされる。 外方部材 1の全周における真上位置および真下 位置は、 外方部材 1に作用する荷重により外方部材 1がラジアル方向に最も 大きく変形する箇所である。 また、 第 2の接触固定部 2 2 bの固定箇所は、 第 1の接触固定部 2 2 aと周方向同位相の外方部材 1の外周面とされる。 こ のように第 1および第 2の接触固定部 2 2 a， 2 2 bの固定箇所を周方向同 位相とすることにより、 センサ取付部材 2 2の長さを短くしながら、 両接触 固定部 2 2 a， 2 2 b間の径方向距離を大きくすることができる。 この実施 形態の場合、 歪みセンサ 2 3はセンサ取付部材 2 2に接着剤を用いて固定さ れている。

[0071 ] 上記構成のセンサ付車輪用軸受の作用を説明する。 ハブ輪 9に荷重が印加 されると、 転動体 5を介して外方部材 1が変形し、 その変形は外方部材 1に 取付けられたセンサ取付部材 2 2に伝わり、 センサ取付部材 2 2が変形する 。 そのセンサ取付部材 2 2の歪みを歪みセンサ 2 3により測定する。 この際 、 センサ取付部材 2 2の径方向部位 2 2 cは外方部材 1のフランジ 1 aの変 形に従って変形する。 この実施形態の場合、 外方部材 1 と比べ前記径方向部 位 2 2 cは剛性が低く、 かつセンサ取付部材 2 2は剛性の低い径方向部位 2 2 cと剛性の高い軸方向部位 2 2 dとで構成された L字形をしているため、 径方向部位 2 2 cと軸方向部位 2 2 dとの間である径方向部位 2 2 c側の角 部 2 2 e付近に歪みが集中し、 外方部材 1よりも大きな歪みとなって現れる 。 すなわち、 径方向部位 2 2 cと軸方向部位 2 2 dとの間で発生する歪みは 、 フランジ 1 aの基端の R部 1 bの歪みを転写かつ拡大したものとなる。 ま た、 第 1および第 2の接触固定部 2 2 a , 2 2 bの径方向位置が異なるため 、 外方部材 1の歪みがより一層転写かつ拡大されて現れやすい。 この歪みを 歪みセンサ 2 3で測定するため、 外方部材 1の歪みを感度良く検出でき、 歪 み測定精度が高くなる。

[0072] また、 第 1の接触固定部 2 2 aが固定されるフランジ 1 aの側面は、 懸架 装置からの力を大きく受けるため歪みが大きい。 特に、 フランジ 1 aにおけ る車体取付孔 1 4の近傍は、 懸架装置からの力の影響が強く、 歪みが大きく 現れやすい。 対して、 第 2の接触固定部 2 2 aが固定される外方部材 1の周 面は、 フランジ 1 aの側面ほどには歪みが大きくならない。 このように歪み の程度が異なる 2箇所間にセンサ取付部材 2 2を設けることで、 センサ取付 部材 2 2により一層大きな歪みが現れることとなり、 歪み測定精度がより一 層高くなる。 さらに、 センサユニット 2 1が設けられている中心軸 Oの真上 位置が、 外方部材 1に作用する荷重により外方部材 1がラジアル方向に最も 大きく変形する箇所であることも、 歪み測定精度の向上に有利に作用してい る。

[0073] この実施形態のセンサュニット 2 1は、 センサ取付部材 2 2に歪みセンサ

2 3を 1個だけ取付けた構成としているが、 センサ取付部材 2 2に歪みセン サ 2 3を複数個取付けた構成としても良い。 センサ取付部材 2 2に歪みセン サ 2 3を複数個取付けると、 より一層精度の良い荷重の検出が可能となる。

[0074] また、 この実施形態は、 外方部材 1に設けられた 3箇所の車体取付孔 1 4 のうち 1つが軸受の中心軸 Oの真上に位置するものであるため、 センサ取付 部材 2 2の第 1の接触固定部 2 2 aが中心軸 O真上の車体取付孔 1 4の近傍 に固定されるようにセンサュニット 2 1を設けているが、 例えば図 3 1に示 すように、 3箇所の車体取付孔 1 4のうち 1つが軸受の中心軸 Oの真下に配 置されたものである場合は、 センサ取付部材 2 2の第 1の接触固定部 2 2 a が中心軸 O真下の車体取付孔 1 4の近傍に固定されるようにセンサュニット 2 1を設けるのが良い。 つまり、 センサ取付部材 2 2の第 1の接触固定部 2 2 aが、 外方部材 1に作用する荷重により外方部材 1がラジアル方向に最も 大きく変形する箇所である外方部材 1の全周における真上位置または真下位 置のなるべく近くに固定されるように、 センサュニット 2 1を設けるのが良 し、。 これにより、 精度の高い荷重の検出が可能となる。

[0075] また、 この実施形態は、 センサュニット 2 1を外方部材 1の 1箇所にだけ 設けた構成としているが、 例えば図 3 2に示すように、 センサユニット 2 1 を 2箇所以上に設けた構成としても良い。 センサュニット 2 1を 2箇所以上 に設けると、 より一層精度の高い荷重の検出が可能となる。

車輪用軸受装置の回転側部材である内方部材 2に取付けられる車輪と路面 との接地点では、 直交する上下方向、 左右方向、 および前後方向の 3軸方向 の荷重が作用する。 この荷重が内方部材 2を介して固定側部材である外方部 材 1に作用し、 外方部材 1に歪みを生じさせるが、 外方部材 1の前記フラン ジ 1 aに設けられる車体取付孔 1 4の周方向位置によって、 上記 3軸方向の 荷重の影響はそれぞれ異なる。 そのため、 互いに異なる車体取付孔 1 4の近 傍にそれぞれ第 1の接触固定部 2 2 aを位置させて複数のセンサュニット 2 1を取付けると、 各センサュニット 2 1によって上記 3軸方向の荷重と歪み との関係につき、 上記と異なった傾向の荷重と歪みの関係から荷重を求める ことができて、 精度の良い荷重の検出が可能になる。

上記フランジ 1 aの車体取付孔 1 4が 3箇所の場合、 例えば、 一つの車輪 取付孔 1 4は上部に、 他の 2つの車輪取付孔 1 4は斜め下方の前後 2箇所に 配置されることとなる。 このため、 各車輪取付孔 1 4の位置によって、 上記 3軸方向の荷重と歪みとの関係は大きく異なり、 より一層精度の良い荷重検 出が可能になる。

[0076] 図 3 3および図 3 4は本発明の第 9実施形態を示す。 この車輪用軸受は、 センサ取付部材 2 2を周方向に細長い形状とし、 その両端に設けた第 1の接 触固定部 2 2 aおよび第 2の接触固定部 2 2 bを外方部材 1の周方向に対し て異なる位相の位置に固定したものである。 この場合も、 センサ取付部材 2 2の第 1接触固定部 2 2 aはフランジ 1 aの側面における車体取付孔 1 4の 近傍に固定し、 かつ第 2の接触固定部 2 2 bは外方部材 1の外周面に固定す る。 センサ取付部材 2 2における第 2の接触固定部 2 2 bの近傍には、 他の 部位と比較して著しく剛性を低下させる切欠部 2 2 f が形成されており、 こ の切欠部 2 2 f のある箇所に歪みセンサ 2 3が取付けられている。 センサ取 付部材 2 2に切欠部 2 2 f が形成されていると、 この部分に歪みが集中して 外方部材 1よりも大きな歪みとなって現れる。 その大きく現れた歪みを歪み センサ 2 3で測定するため、 外方部材 1の歪みを感度良く検出でき、 歪み測 定精度が高くなる。

[0077] 図 3 5は本発明の第 1 0実施形態を示す。 この車輪用軸受は、 センサュニ ット 2 1に設けられた歪みセンサや前述の各センサ （温度センサ、 加速度セ ンサ、 振動センサ） の出力を処理するためのセンサ信号処理回路ユニット 6 0を組み込んだものである。 このセンサ信号処理回路ュニット 6 0は外方部 材 1の外周面に取付けられている。

[0078] センサ信号処理回路ュニット 6 0は、 樹脂等で製作されたハウジング 6 1 内に、 ガラスエポキシ等で製作された回路基板 6 2を有し、 その回路基板 6 2上には、 前記歪みセンサ 2 3の出力信号を処理するオペアンプ、 抵抗、 マ イコン等や歪みセンサ 2 3を駆動する電源用の電気■電子部品 6 3が配置さ れている。 また、 歪みセンサ 2 3の配線と回路基板 6 2とを接合する接合部 6 4を有している。 また、 外部からの電源供給や外部へセンサ信号処理回路 によって処理された出力信号を出力するケーブル 6 5を有している。 センサ ユニット 2 1に前述の各センサ （温度センサ、 加速度センサ、 振動センサ） が設けられている場合、 センサ信号処理回路ュニット 6 0にはそれぞれのセ ンサに対応した回路基板 6 2、 電気■電子部品 6 3、 接合部 6 4、 ケーブル 6 5等が設けられる （図示せず） 。

[0079] 一般的には、 車輪用軸受に設けられた各センサの出力を処理するセンサ信 号処理回路ユニットは自動車の電気制御ユニット （E C U ) に設けられるが 、 この実施形態のように、 車輪用軸受におけるセンサュニット 2 1の近傍に センサ信号処理回路ュニット 6 0を設けることで、 センサュニット 2 1力、ら センサ信号処理回路ュニット 6 0への配線の手間が簡略化でき、 また車輪用 軸受以外の場所にセンサ信号処理回路ュニット 6 0を設ける場合よりも、 セ ンサ信号処理回路ュニット 6 0をコンパク卜に設置できる。

[0080] 本発明の第 1 1実施形態を図 3 6ないし図 3 8 ( A ) ， ( B ) と共に説明 する。 この実施形態の基本構造は、 以下に説明する点を除いて第 1実施形態 と同様である。

[0081 ] 外方部材 1は固定側部材となるものであって、 車体の懸架装置 （図示せず ) におけるナックルに取付けるフランジ 1 aを外周に有し、 全体が一体の部 品とされている。 フランジ 1 aには、 周方向の複数箇所に車体取付孔 1 4が 設けられている。

内方部材 2は回転側部材となるものであって、 車輪取付用のハブフランジ 9 aを有するハブ輪 9と、 このハブ輪 9の軸部 9 bのィンポード側端の外周 に嵌合した内輪 1 0とでなる。 これらハブ輪 9および内輪 1 0に、 前記各列 の転走面 4が形成されている。 ハブ輪 9のインボード側端の外周には段差を 持って小径となる内輪嵌合面 1 2が設けられ、 この内輪嵌合面 1 2に内輪 1 0が嵌合している。 ハブ輪 9の中心には貫通孔 1 1が設けられている。 ハブ フランジ 9 aには、 周方向複数箇所にハブポルト （図示せず） の圧入孔 1 5 が設けられている。 ハブ輪 9のハブフランジ 9 aの根元部付近には、 ホイ一 ルおよび制動部品 （図示せず） を案内する円筒状のパイロット部 1 3がァゥ トボード側に突出している。

[0082] 外方部材 1の外周部には、 図 3 8 ( A ) ， ( B ) に示すセンサユニット 2

1が設けられている。 センサュニット 2 1は、 センサ取付部材 2 2に、 この センサ取付部材 2 2の歪みを測定する歪みセンサ 2 3を取付けたものである 。 センサユニット 2 1は、 第 1および第 2の取付用部材 2 7， 2 8を介して 外方部材 1に取付けられる。

センサ取付部材 2 2は、 第 1の取付用部材 2 7に接触固定される第 1の接 触固定部 2 2 aと、 第 2の取付用部材 2 8に接触固定される第 2の接触固定 部 2 2 bとを有している。 センサ取付部材 2 2は、 径方向に沿った径方向部 位 2 2 cと、 軸方向に沿った軸方向部位 2 2 dとで L字の形状に構成されて おり、 径方向部位 2 2 cの先端側が前記第 1の接触固定部 2 2 aとされ、 軸 方向部位 2 2 dの先端側が前記第 2の接触固定部 2 2 bとされている。 径方 向部位 2 2 cは、 軸方向部位 2 2 dに比べ、 剛性が低くなるよう肉厚を薄く してある。 歪みセンサ 2 3は、 この剛性の低い径方向部位 2 2 cに取付けら れている。

第 1の取付用部材 2 7は、 センサ取付部材 2 2の第 1の接触固定部 2 2 a と接触固定されるセンサュニット側接触固定部 2 7 aと、 外方部材 1の車体 取付孔 1 4の近傍に接触固定される外方部材側接触固定部 2 7 bとを有して いる。 また、 第 2の取付用部材 2 8は、 センサ取付部材 2 2の第 2の接触固 定部 2 2 bに接触固定されるセンサュニット側接触固定部 2 8 aと、 外方部 材 1の外周面に接触固定される外方部材側接触固定部 2 8 bとを有している

[0083] 上記センサユニット 2 1は、 図 3 6および図 3 7に示すように、 第 1およ び第 2の取付用部材 2 7， 2 8により、 センサ取付部材 2 2の第 1および第 2の接触固定部 2 2 a， 2 2 bが外方部材 1の周方向に対して同位相の位置 となるように、 外方部材 1の外周部に固定される。 第 1および第 2の接触固 定部 2 2 a， 2 2 bを周方向において同位相とすると、 センサ取付部材 2 2 の長さを短くすることができるため、 センサュニット 2 1の設置が容易であ る。

[0084] 歪みセンサ 2 3としては、 種々のものを使用することができる。 例えば、 歪みセンサ 2 3を金属箔ストレインゲージで構成することができる。 その場 合、 通常、 センサ取付部材 2 2に対して接着による固定が行われる。

[0085] また、 歪みセンサ 2 3をセンサ取付部材 2 2上に厚膜抵抗体にて形成する ことができる。 その場合のセンサユニット 2 1の構造を図 1 1に示す。 この センサュニット 2 1は、 センサ取付部材 2 2のセンサ取付面 2 2 A上に絶縁 層 5 0が形成され、 この絶縁層 5 0の表面の両側に対を成す電極 5 1 , 5 1 が形成され、 これら電極 5 1 , 5 1の間で前記絶縁層 5 0の上に歪みセンサ となる歪み測定用抵抗体 5 2が形成され、 さらに電極 5 1 , 5 1 と歪み測定 用抵抗体 5 2の上に保護膜 5 3が形成された構造となっている。

[0086] 上記構成のセンサ付車輪用軸受の作用を説明する。 ハブ輪 9に荷重が印加 されると、 転動体 5を介して外方部材 1が変形する。 その外方部材 1の変形 は、 第 1および第 2の取付用部材 2 7， 2 8を介してセンサ取付部材 2 2に 伝わり、 センサ取付部材 2 2が変形する。 そのセンサ取付部材 2 2の歪みを 歪みセンサ 2 3により測定する。 この際、 センサ取付部材 2 2の径方向部位 2 2 cは外方部材 1のフランジ 1 aの変形に従って変形する。 この実施形態 の場合、 外方部材 1 と比べ前記径方向部位 2 2 cは剛性が低く、 かつセンサ 取付部材 2 2は剛性の低い径方向部位 2 2 cと剛性の高い軸方向部位 2 2 d とで構成された L字形をしているため、 径方向部位 2 2 cと軸方向部位 2 2 dとの間である径方向部位 2 2 c側の角部 2 2 e付近に歪みが集中し、 外方 部材 1よりも大きな歪みとなって現れる。 すなわち、 径方向部位 2 2 cと軸 方向部位 2 2 dとの間で発生する歪みは、 フランジ 1 aの基端の R部 1 bの 歪みを転写かつ拡大したものとなる。 この歪みを歪みセンサ 2 3で測定する ため、 外方部材 1の歪みを感度良く検出でき、 歪み測定精度が高くなる。

[0087] この車輪用軸受は、 センサ取付部材 2 2およびこのセンサ取付部材 2 2に 取付けた歪みセンサ 2 3からなるセンサュニット 2 1を、 外方部材 1に取付 ける構成としたため、 荷重検出用のセンサを車両にコンパク卜に設置できる 。 また、 センサュニット 2 1を外方部材 1に直接取付けるのではなく、 第 1 および第 2の取付用部材 2 7， 2 8を介して外方部材 1に取付ける構成とし たことにより、 センサ取付部材 2 2を L字状の簡略な形状とすることができ る。 センサ取付部材 2 2が簡略な形状であると、 センサ取付部材 2 2の加工 が容易となり、 コスト低下が図れる。 また、 センサ取付部材 2 2が簡略な形 状であると、 歪みセンサ 2 3の固定位置の位置決めを精度良く行うことがで きる。 この実施形態の場合、 センサ取付部材 2 2における歪みセンサ 2 3を 設ける面が平面であるため、 センサ取付部材 2 2への歪みセンサ 2 3の取付 けが容易である。 例えば、 歪みセンサ 2 3を圧膜抵抗体にて形成することも 比較的容易である。

[0088] 歪みセンサ 2 3が金属箔ストレインゲージ等で構成されている場合、 通常 、 センサ取付部材 2 2に対して接着による固定が行なわれる。 し力、し、 接着 による固定は、 経年変化による接着強度の低下が歪みセンサ 2 3の検出に影 響を及ぼす可能性がある。 また、 接着作業に時間を要するため、 コストアツ プの原因ともなる。 これに対し、 図 1 1に示したように、 歪みセンサ 2 3を センサ取付部材 2 2のセンサ取付面 2 2 A上に厚膜抵抗体にて形成したセン サュニット 2 1 とすると、 経年変化による接着強度の低下がほとんどないの で、 信頼性の向上を図ることができる。 また、 歪みセンサ 2 3の接着作業が 不要であるので、 組立作業性を向上してコストダウンを図ることができる。

[0089] この実施形態は、 センサュニット 2 1を外方部材 1の 1箇所にだけ設けた 構成としている力 例えば図 3 9に示すように、 センサユニット 2 1を 2箇 所以上に設けた構成としても良い。 センサュニット 2 1を 2箇所以上に設け ると、 より一層精度の高い荷重の検出が可能となる。

[0090] 図 4 0および図 4 1 ( A ) ， ( B ) は本発明の第 1 2実施形態を示す。 こ の車輪用軸受は、 センサ取付部材 2 2と、 第 1および第 2の取付用部材 2 7 ， 2 8と、 外方部材 1 との固定をポルトを用いて行うものである。 図 4 1 ( A ) ， ( B ) に示すように、 このセンサ取付部材 2 2は、 全体形状は図 3 8 ( A ) ， ( B ) に示すセンサ取付部材 2 2と同じであり、 第 1の接触固定部 2 2 aに軸方向のボルト揷通孔 7 0が形成され、 かつ第 2の接触固定部 2 2 bに径方向のボルト揷通孔 7 1が形成されている。 また、 第 1の取付用部材 2 7には、 前記ボルト揷通孔 7 0に対応するボルト揷通孔 7 2が形成され、 第 2の取付用部材 2 8には、 前記ボルト揷通孔 7 1に対応するボルト揷通孔 7 3が形成されている。 さらに、 外方部材 1には、 内周面に雌ねじが形成さ れたボルト螺着孔 7 4， 7 5力 前記ボルト揷通孔 7 0， 7 2に対応する位 置、 および前記ボルト揷通孔 7 1 ， 7 3に対応する位置にそれぞれ形成され ている。

図 4 0に示すように、 センサユニット 2 1は、 センサ取付部材 2 2のポル ト揷通孔 7 0および第 1の取付用部材 2 7のポルト揷通孔 7 2にァゥトポー ド側からボルト 7 6を揷通し、 そのボルト 7 6の雄ねじ部 7 6 aを外方部材 1のボルト螺着孔 7 4に螺着させ、 またセンサ取付部材 2 2のボルト揷通孔 7 1および第 2の取付用部材 2 8のボルト揷通孔 7 3に外周側からボルト 7 6を揷通し、 そのボルト 7 6の雄ねじ部 7 6 aを外方部材 1のボルト螺着孔 7 5に螺着させることにより、 外方部材 1に固定される。

[0091 ] センサ取付部材 2 2と、 第 1および第 2の取付用部材 2 7， 2 8と、 外方 部材 1 との固定については、 接着剤およびボルトのいずれを用いても良い。 また、 両者を併用してもよい。 さらには、 接着剤やボルトを用いず、 溶接で センサ取付部材 2 2と外方部材 1 とを固定しても良い。 これらの固定構造の いずれを採用した場合でも、 センサ取付部材 2 2と、 第 1および第 2の取付 用部材 2 7， 2 8と、 外方部材 1 とを強固に固定することができる。 そのた め、 センサ取付部材 2 2が外方部材 1に対して位置ずれすることがなく、 外 方部材 1の変形をセンサ取付部材 2 2に正確に伝えることが可能になる。

[0092] なお、 前記各実施形態では、 外方部材 1が固定側部材である場合につき説 明したが、 本発明は、 内方部材が固定側部材である車輪用軸受にも適用する ことができ、 その場合、 センサユニット 2 1は内方部材の内周となる周面に 設ける。

また、 前記各実施形態では第 3世代型の車輪用軸受に適用した場合につき 説明したが、 本発明は、 軸受部分とハブとが互いに独立した部品となる第 1 または第 2世代型の車輪用軸受や、 内方部材の一部が等速ジョイントの外輪 で構成される第 4世代型の車輪用軸受にも適用することができる。 また、 こ のセンサ付車輪用軸受は、 従動輪用の車輪用軸受にも適用でき、 さらに各世 代形式の亍ーパころタイプの車輪用軸受にも適用することができる。

[0093] 本発明の、 他の好ましい態様として、 次のものがある。

[0094] [態様 1 ] 本発明にかかるセンサ付車輪用軸受において、 前記固定側部材に作用する 外力、 または前記タイヤと路面間に作用する作用力として、 想定される最大 の力が印加された状態においても、 前記センサュニットは塑性変形しないも のとするのが良い。 上記の想定される最大の力は、 車両故障につながらない 走行において想定される最大の力である。

センサュニッ卜に塑性変形が生じると、 固定側部材の変形がセンサュニッ トのセンサ取付部材に正確に伝わらず、 歪みの測定に影響を及ぼすからであ る。

[0095] [態様 2 ]

本発明にかかるセンサ付車輪用軸受の前記センサ取付部材はプレス加工品 とすることができる。

センサ取付部材をプレス加工により製作すると、 加工が容易であり、 コス トダウンが可能になる。

[0096] [態様 3 ]

本発明にかかるセンサ付車輪用軸受の前記センサ取付部材は金属粉末射出 成形による焼結金属としても良い。

センサ取付部材を金属粉末射出成形により製作すると、 寸法精度の良いセ ンサ取付部材が得られる。

[0097] [態様 4 ]

本発明にかかるセンサ付車輪用軸受において、 前記センサ取付部材と前記 固定側部材との固定は、 ポルトおよび接着剤のいずれかを用いて行なうか、 または両方を併用して行なうか、 または溶接を用いて行なうことができる。 上記いずれかの方法でセンサ取付部材と固定側部材とを固定すると、 セン サ取付部材を固定側部材に強固に固定することができる。 そのため、 センサ 取付部材が固定側部材に対して位置ずれすることがなく、 固定側部材の変形 をセンサ取付部材に正確に伝えることが可能になる。

[0098] 本発明に係る、 前記 2つの取付用部材を備えるセンサ付車輪用軸受におい ては、 これら取り付け部材の 2つの接触固定部をフランジ面と固定側部材の 周面とに限定したが、 2つの接触固定部をフランジ面と固定側部材の周面と に限定しない別の態様として、 下記の態様がある。

[0099] [態様 5 ]

この態様にかかるセンサ付車輪用軸受は、 車体に対して車輪を回転自在に 支持する車輪用軸受であって、 複列の転走面が内周に形成された外方部材と 、 この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、 両転走面 間に介在した複列の転動体と、 前記外方部材と前記内方部材との間の端部を 密封する密封装置と、 センサユニットとを備え、 前記センサユニットはセン サ取付部材およびこのセンサ取付部材に取付けた少なくとも 1つ以上の歪み センサからなり、 前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に取付け られており、 前記センサ取付部材と前記固定側部材との間に取付用部材を介 在させている。

[0100] 車両走行に伴い回転側部材に荷重が加わると、 転動体を介して固定側部材 が変形し、 その変形は、 取付用部材を介してセンサユニットに歪みをもたら す。 センサユニットに設けられた歪みセンサは、 センサユニットの歪みを検 出する。 歪みと荷重の関係を予め実験やシミュレーションで求めておけば、 歪みセンサの出力から車輪にかかる荷重を検出することができる。 また、 こ の検出した荷重を自動車の車両制御に使用することが出来る。

この車輪用軸受は、 センサ取付部材およびこのセンサ取付部材に取付けた 歪みセンサからなるセンサュニットを、 取付用部材を介して固定側部材に取 付ける構成としたため、 荷重検出用のセンサを車両にコンパク卜に設置でき る。 センサ取付部材と固定側部材との間に取付用部材を介在させることによ り、 センサ取付部材を簡略な形状とすることができる。 形状の簡略なセンサ 取付部材に歪みセンサを取付けることで、 量産性に優れたものとでき、 コス ト低下が図れる。 また、 センサ取付部材が簡略な形状であるため、 センサ取 付部材の表面に歪みセンサを圧膜抵抗体にて形成するのが容易である。 歪み センサを圧膜抵抗体とすることで、 センサュニッ卜の信頼性を向上させるこ とができる。

Claims

請求の範囲

[1 ] 車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、 複列の転走 面が内周に形成された外方部材と、 この外方部材の転走面と対向する転走面 を形成した内方部材と、 両転走面間に介在した複列の転動体と、 前記外方部 材と前記内方部材との間の端部を密封する密封装置と、 センサュニットを備 え、

前記センサュニットは、 センサ取付部材およびこのセンサ取付部材に取付 けた少なくとも 1つ以上の歪みセンサからなり、 前記外方部材および内方部 材のうちの固定側部材に取付けられており、

前記センサ取付部材は、 固定側部材に対して 2箇所の接触固定部を有し、 前記接触固定部のうち第 1の接触固定部は前記固定側部材に設けられたフ ランジ面であり、 第 2の接触固定部は前記固定側部材の周面であるセンサ付 車輪用軸受。

[2] 請求項 1において、 前記センサ取付部材の第 1の接触固定部は、 前記固定 側部材に設けられたフランジ面の車体取付孔の近傍であり、 第 2の接触固定 部は、 周方向において、 第 1の接触固定部とは同位相の前記固定側部材の周 面であるセンサ付車輪用軸受。

[3] 請求項 1において、 前記第 1の接触固定部と前記第 2の接触固定部との間 で少なくとも 1箇所に切欠部を有し、 この切欠部に前記歪みセンサを配置し たセンサ付車輪用軸受。

[4] 請求項 3において、 前記センサュニッ卜の第 1の接触固定部は、 固定側部 材の前記フランジに設けられた車体取付孔近傍に固定され、 第 2の接触固定 部は周方向において、 前記第 1の接触固定部とは異なる位相の周面に固定さ れるセンサ付車輪用軸受。

[5] 請求項 1において、 前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に設 けられたフランジの側面に、 車体の懸架装置を構成するナックルに取付ける ための車体取付孔が 3箇所設けられており、 前記第 1の接触固定部は前記フ ランジの側面におけるいずれかの前記車体取付孔の近傍に固定されているセ ンサ付車輪用軸受。

[6] 請求項 5において、 前記センサュニットを複数有し、 各センサュニッ卜の 第 1の接触固定部を互いに異なる前記車体取付孔の近傍に位置させて、 前記 固定側部材の複数箇所に取付けたセンサ付車輪用軸受。

[7] 請求項 1において、 前記センサ取付部材と前記固定側部材との間に取付用 部材を介在させたセンサ付車輪用軸受。

[8] 請求項 1において、 前記固定側部材が外方部材であるセンサ付車輪用軸受

[9] 請求項 1において、 前記歪みセンサの出力によって、 車輪用軸受に作用す る外力、 またはタイヤと路面間の作用力を推定する作用力推定手段を設けた センサ付車輪用軸受。

[10] 請求項 1において、 前記センサ取付部材に温度センサを設けたセンサ付車 輪用軸受。

[1 1 ] 請求項 1において、 前記センサ取付部材に加速度センサおよび振動センサ のうち少なくとも一つを設けたセンサ付車輪用軸受。

[1 2] 請求項 1において、 前記歪みセンサは、 前記センサ取付部材の表面に絶縁 層を印刷および焼成によって形成し、 前記絶縁層の上に電極および歪み測定 用抵抗体を印刷および焼成によって形成したものであるセンサ付車輪用軸受

[13] 請求項 1において、 前記センサュニッ卜の近傍で固定側部材に、 前記歪み センサの出力信号を処理するセンサ信号処理回路を有するセンサ信号処理回 路ユニットが取り付けられているセンサ付車輪用軸受。